谈后张法预应力张拉施工工艺

尹 世 强

(太原市政工程总公司,山西 太原 030002)

谈后张法预应力张拉施工工艺

尹 世 强

(太原市政工程总公司,山西 太原 030002)

介绍了预应力板梁的受力原理，结合工程实例，探讨了后张法预应力张拉施工准备工作，并对混凝土梁张拉施工工艺进行了阐述，最后，总结了施工中的注意事项，指出应用预应力可减少桥梁板体自重，减小受力截面，增加桥梁跨径。

预应力，后张法，混凝土桥梁，张拉

预应力桥梁作为跨径较大，受力合理的桥梁施工类型在实际中应用越来越广泛，预应力的应用对有效减少桥梁板体自重，减小受力截面，增加桥梁跨径有着明显的改善及提高。本文对后张法预应力施工中的施工要点及施工中可能遇到的问题进行了相应的阐述。

1 预应力板梁的受力原理

简支板梁浇筑完成并在强度达到设计规定要求或75%后，提前对钢绞线张拉使板梁产生向上预拱度由此抵消混凝土梁受压后产生向下的弯距引起的挠度。

由于在受拉区的混凝土未出现拉应力或出现很少的拉应力，这就使构件内材料充分发挥了自身的力学性能优势，又使钢筋混凝土结构不会出现裂缝，针对整个构件而言，既增大了刚度，又提高了结构耐久性。

2 工程实例

古交兴能电厂至太原供热主管线及中继能源站工程2号中继泵站进出厂道路需横跨汾河，在桩号K0+49.5处设计4孔20 m简支板桥一座。

预应力混凝土空心板施工采用预制场预制，简支安装，施加预应力前混凝土构件外观、尺寸、锚具位置及构件强度需达到图纸要求。安排备用设备以防不测。油料充足。千斤顶、油表需要编号配套进行校检。校检时将控制张拉应力及超张拉应力值对应的油表读数标出，便于张拉时控制。

所用锚夹具应按相应质量要求对其进行质量检验，合格后用煤油或汽油搽拭干净，与预应力筋配套堆放，不能混杂。

3 后张法预应力张拉施工前准备工作

3.1 预应力梁伸长值计算

1)图纸设计参数为：

钢绞线直径采用15.2 mm，单根截面面积139 mm2;

标准强度为1 860 MPa;弹性模量Ey=1.95×105MPa;

管道摩擦系数μ=0.25;管道偏差系数K=0.001 5;

锚下控制应力：

δ=0.75×Ryb=1 860×0.75=1 395 MPa;

每股控制张拉力：

1 395×139=193 905 N;

4股钢绞线控制张拉力：

N=193 905×4=775 620 N=775.62 kN;

5股钢绞线控制张拉力：

N=193 905×5=969 525 N=969.525 kN。

2)常规计算公式：

ΔL=∑(PPL/AyEg)。

计算时按单股钢绞线计算。

根据预应力筋布置图，预应力筋可分为AB,BC,CD三段，其中AB,CD为直线段，BC为圆曲线段。中板N1束及边板N2束为5股钢绞线，控制应力N=969.525 kN，中板N2为4股钢绞线，控制应力为N=775.62 kN,单股张拉力为193.905 kN。按常规公式计算(见表1)。

表1 预应力梁伸长值计算表

N2钢束单端延伸量ΔL=68.36 mm，取90%为61.5 mm，图纸设计伸长量60.3 mm;

N1钢束单端延伸量ΔL=68.69 mm，取90%为61.82 mm，图纸设计伸长量61.2 mm。

3.2 锚固应力计算

张拉程序：0→初应力(10%)→20%应力→бcon(持荷2 min)后锚固，张拉顺序为：左N1→右N2→右N1→左N2。

油压表与张拉控制应力换算表见表2。

表2 油压表与张拉控制应力换算表

3.3 预应力筋下料计算

预应力筋下料长度需考虑张拉方法、孔道长度锚具长度，千斤长度、张拉伸长值、弹性回缩量、外露长度等因素。下料应根据施工的先后顺序进行，最好当天下料、当天用完。切割场地要硬化，同时做好排水、防雨、防潮的措施。所下料要及时编号，用胶带贴于材料两端，当钢绞线过长时需按1 m直径盘起，同时做好覆盖，以免锈蚀。

3.4 张拉千斤和油压表的选定

1)油压表的最大量程应为压力表相应度数的1.5倍～2.0倍，精度不得低于1.5级：

Pu=Ny/Au。

式中：Pu——压力表读数，MPa；Ny——预应力钢筋张拉力，N；Au——张拉设备的工作油压面积,mm2。

2)所选设备的张拉吨位应大于所张拉预应力钢材的最大张拉力,通常应为1.5倍～2.0倍。

3)千斤顶的张拉行程应大于钢绞线伸长值，当张拉行程不足时，可根据夹片适应性能重复张拉，但不可使千斤张拉行程完全伸出。

4 混凝土梁张拉施工

4.1 混凝土张拉设备安装

1)锚环及夹片、外露钢绞线均要保持清洁，穿入工作锚的钢绞线需顺直，按顺序排置，不得出现扭曲，错穿位置的情况发生。工作锚应准确安装在锚垫板规定位置内，与孔道中心线需保持垂直。每个孔内需保证有三个夹片，同时夹片缝隙应均匀，其外漏尺寸应满足规范要求。安装千斤时需保证千斤油管顺直，不产生扭曲，窝管现象的发生。

预应力钢束外伸部分要保持干净，工作人员不得随意踩踏以免带上脏污。工作锚的夹片与工具锚的夹片要分开放置，工具锚夹片使用次数不得超过10次，对于重复次数没有超过2次的，清洗后可用于工作锚施工。

2)张拉设备安装顺序。

安装工作锚具→安装工作锚夹片→安装顶楔器→安装千斤顶→安装工具锚→安装工具锚夹片。

4.2 张拉应力的控制

1)张拉控制应力应符合设计要求，张拉应以稳定速率逐渐加大拉力，当施工中需要超张拉或需计算锚圈口预应力损失时，可比设计张拉应力提高3%～5%，但不得大于设计规定的最大张拉控制应力。

2)张拉施工中，以张拉控制应力为主，以伸长量为辅，设计伸长量与实际伸长量差值应在允许范围内，否则应停止张拉，待查明原因后，再行施工。

4.3 预应力钢束实际伸长量的测定

1)安装千斤前需量测夹片外露量L0。

2)张拉到初应力(10%)后，再继续控制应力至(20%)张拉后测定伸长量。对于张拉至初应力的伸长值可用张拉到20%～30%的应力伸长值估算，此长度为L1。

3)量测10%～100%张拉控制应力的伸长量L2。

4)对于施工中可能产生的弹性变形，可以忽略不计。

5)实际总伸长量为：

L总=L1+L2-(L0-N)。

其中，N为张拉后夹片外露量。

4.4 锚固

张拉控制应力稳定后方可进行锚固，锚固后预应力筋外露长度不得大于3 cm,锚具应用封端混凝土保护，长时间外露时，应用砂浆对锚具进行防锈保护，锚固经检验合格后方可切割多余预应力筋，切割时应用砂轮机切割，不得使用电弧焊切割。

4.5 孔道压浆

1)孔道压浆应在预应力张拉完成锚固后3 d内完成，压浆前应对管道进行清理冲洗。水泥浆应有足够的流动性，水灰比应控制在0.4～0.45之间，掺入适量减水剂时，可降至0.35。水泥浆中应掺入适量膨胀剂，但其自由膨胀率不得超过10%，泌水率最大不得超过3%，拌合后3 h泌水率宜控制在2%，泌水应在24 h内被浆液全部吸收。

2)压浆应采用活塞式压浆泵，不得采用压缩空气，压浆泵输浆管道不得超过40 m，压浆应缓慢进行不得中断。

3)压浆后应检查孔道浆液密实情况，不掺微膨胀剂的水泥应进行二次压浆，一端压浆满30 min后从另一端开始压浆，以提高浆液密实度。

4)压浆过程中及压浆后48 h内，结构混凝土温度不得低于5 ℃，否则应采取保温措施，当气温大于35 ℃时应在一天气温最低的时间进行。

5)预制梁在水泥浆强度达到设计要求后方可移梁。

6)孔道压浆过程中应进行施工记录。

4.6 封锚混凝土

压浆完成后，及时进行封锚，封锚混凝土强度等级需满足设计规定，并不得小于结构强度的80%，支模时必须严格控制梁体长度。

5 施工中注意事项

1)千斤顶的吊装应有简单的施工吊架，用钢管或角钢做成，千斤顶升降使用吊链，支架应稳固，结实，刚度满足千斤顶使用要求。

2)连接油泵和千斤顶的高压油管应保持清洁，接口处应拧紧，不得发生漏油现象。

3)使用千斤顶活塞的伸长量必须满足钢绞线伸长值的要求。

4)双作用千斤顶工作时，应将顶压油缸全部回油，顶压过程中，张拉油缸应予持荷，以保证稳定张拉力，待锚固完成后，再使油缸回油。

5)千斤顶限位板不宜过浅，以免刻划到钢绞线，造成损伤，引起预应力损失。

6)孔道注浆施工应根据灰浆的水平及垂直距离，确定可满足施工要求的灰浆泵，电机不得超负荷运转，灌浆嘴应有阀门。

7)张拉完毕后，应对锚具、钢束等实施保护，严禁撞击，同时应设挡板。

6 结语

预应力施工在实际施工中越来越得到广泛应用，由于其施工较为复杂，对工艺及施工人员技术水平要求较高，这就要求施工队伍有较高素质、过硬的施工技术管理能力、现场处理能力才可以圆满的完成施工任务。

[1] 刘效尧,朱新实.预应力技术及材料设备[M].北京：人民交通出版社，2015.

[2] 杨理准,武吉中,余 军.公路施工手册[M].北京：人民交通出版社，1992.

[3] 杨文渊,徐 犇.桥梁施工工程师手册[M].北京：人民交通出版社，2006.

[4] 刘吉士,闫洪河,李文琪.公路桥涵施工技术规范实施手册[M].北京：人民交通出版社，2002.

Analysisonprestressingtensioningconstructiontechnologiesofpost-tensioningmethod

YinShiqiang

(TaiyuanMunicipalEngineeringCorporation,Taiyuan030002,China)

The paper introduces prestressed board beam stress principles, explores prestressing tensioning construction preparations of post-tensioning method by combining with engineering examples, describes concrete beam tensioning construction technologies, concludes construction matters, and finally points out advantages of applying prestress, such as reducing bridge beam board self-weight, reducing stress section and increasing bridge span diameter as well.

prestress, post-tensioning method, concrete bridge, tensioning

1009-6825(2017)23-0111-03

2017-06-05

尹世强(1973- ),男,工程师

U448.35

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